在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量元素作為雜質(zhì),可使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性發(fā)生顯著變化。摻入的雜質(zhì)主要是三價(jià)或五價(jià)元素。摻入雜質(zhì)的本征半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。
1. n型半導(dǎo)體
在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)雜質(zhì)元素,例如磷,可形成n型半導(dǎo)體,也稱電子型半導(dǎo)體。
因五價(jià)雜質(zhì)原子中只有四個(gè)價(jià)電子能與周圍四個(gè)半導(dǎo)體原子中的價(jià)電子形成共價(jià)鍵,而多余的一個(gè)價(jià)電子因無共價(jià)鍵束縛而很容易形成自由電子。在n型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子,它主要由雜質(zhì)原子提供;空穴是少數(shù)載流子, 由熱激發(fā)形成。
提供自由電子的五價(jià)雜質(zhì)原子因帶正電荷而成為正離子,因此五價(jià)雜質(zhì)原子也稱為施主雜質(zhì)。n型半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
圖1 n型半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)示意圖
2. p型半導(dǎo)體
在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)雜質(zhì)元素,如硼、鎵、銦等形成了p型半導(dǎo)體,也稱為空穴型半導(dǎo)體。
因三價(jià)雜質(zhì)原子在與硅原子形成共價(jià)鍵時(shí),缺少一個(gè)價(jià)電子而在共價(jià)鍵中留下一空穴。p型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子,主要由摻雜形成;電子是少數(shù)載流子,由熱激發(fā)形成。
空穴很容易俘獲電子,使雜質(zhì)原子成為負(fù)離子。三價(jià)雜質(zhì)因而也稱為受主雜質(zhì)。p型半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。
圖2 p型半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)示意圖